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1、兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）1 绪论铁路是国家经济的大动脉，铁路运输是关系着国家经济发展的重要因素，铁路通信网历来有铁路运输的耳目之称。通信技术在今天已向着数字化、宽带化、智能化、高速化及个人化的方向发展。未来的通信要彻底克服时间与空间的限制，能够使用户在任何时间、任何地点与任何人进行包括语音、数据和视频等信息的交流。铁路通信网应满足铁路通信的需要，提供包括话音、数据、图像等各种信息的通信业务。铁路通信的发展方向应为数字化、宽带化、智能化、综合化。现代铁路通信系统主要体现了如下特点：一是服务对象多元化：铁路通信网将体现通信信号一体化，作为统一的通信平台为信号、综合调度系统、旅客服务信息
2、系统、信息化系统等专业提供不同层次、不同要求的通信网络服务。二是服务手段多样化：现代铁路通信网为铁路提供全覆盖的有线双路由光纤网络；为旅客服务提供高质量、人性化的全方位通信、信息服务；业务包扩话音、数据、图像的多媒体化。三是高安全可靠性：由于铁路专用通信是为信号、综合调度中心、信息化等提供专业服务，已成为与铁路行车安全密切相关的不可或缺的基础设施，其安全可靠性要求与信号系统同样的等级。四是专用性：专网专用，专为铁路运输服务，同时纳入铁路通信网，成为其有机组成部分。铁路通信网作为整个铁路信息化体系的重要载体，它由传输网、接入网、数据通信网和无线通信系统组成，是一个集成了有线和无线、窄带和宽带、话
3、音和数据等各种通信技术的复杂网络。长途传输网的传输通道应以光纤数字通信为主，综合利用数字微波和卫星通信等传输手段共同构成。接入网应采用同步数字传输(SDH)或基于SDH的多业务平台(MSTP)等光纤接入技术。区间用户可采用光纤、电缆或无线等接入方式。各通信枢纽间和铁路区段的通道数量根据通信总业务的需要及发展确定，应符合铁路运输通信网规划；并满足调度通信、电话交换网、区段通信、数据通信、电报、应用通信、会议电视(电话)、移动通信、各种管理信息系统及新业务等对传输通道的要求。我国铁路传输网分为3层：长途干线网、局间中继网、区段接入网。其中接入网占有相当大的比重，包括有线接入网和无线接入网两大部分。
4、铁路有线接入网的情况与电信的接入通信网相似，铁道部基本建成可覆盖全国大中城市的铁路互联网，它是由铁路部门依托于基础铁路电信网。铁路通信的无线接入部分目前仅有的是无线列调系统，它完成车站值班员与进入其管辖区段的列车车长以及列车司机之间的通话。铁路接入网系统能为铁路各专业的远程监控系统和各单位信息管理系统提供2M、64K数据、ISDN、自动电话和音频等主要业务。主要有四个特点：一是组网方式灵活，保证了铁路现代通信的高可靠性要求；二是在电路和接口配置上可以根据铁路每站业务的不同而做到按需配置，在同类业务可以在OLT处做到交叉整合向上一级传输，节约电路和投资；在自动电话业务中以V5接口提供高集成比用户
5、接入，为铁路及铁通在自动电话业务需求上有足够的支持且投资较低；三是在各种低、高速数据节点、视频业务节点和租用线等多业务节点方面铁路光接入网系统适合现有我国铁路各车站的信息管理和文化传播。 随着改革的进一步深入和社会信息化的进展，不仅要求铁路通信网具有更强的保障铁路安全运营的通信功能，以适应高速列车通信的需求，而且要以铁道部的全程全网的优势全力发展电信增值服务及经营与中国电信业务范围一样的电信业务。这就要求应用先进的移动通信技术，对铁路通信网进行改造，建立新的通信系统。一方面，从有线接入部分来看，客运专线正在我国蓬勃发展，高速铁路综合调度系统需要数字网络技术的支持；较大的站间距需区间接人技术；列
6、车运行控制系统的信息要通过光纤网络传输。通信的实时性和各种非通话信息的快速发展都要求更大的光纤容量。多波长光网络技术方面支持全光网络的技术正在飞速发展，可以为铁路通信网络提供很好的技术参考。另一方面，从无线接人部分来看，需要做出更好更快的移动通信系统。考虑到未来铁路发展对通信的需求，认为在通信系统寿命期内，运输会出现明显的增加，作为用户联络手段的通信系统，在规划其指标构成时，必须计算一定的弹性需求。还要考虑通信系统的容量扩充性问题，选择便于扩容的通信方式。从系统高可靠性的要求出发，还必须与别的系统(如微波租用线路等)结合起来构成一个统一的整体，以此提供必要的备份。2 铁路通信网概述及现状把铁路
7、各级指挥、管理机构和车站、车场、工区以及机车司机、车长及沿线作业人员等用户沟通起来，根据需要相互间灵活地传输、交换、处理各种信息的综合性专用通信网络。 铁路通信网一般是以电话通信网为主，在电话通道的基础上构成电报通信网、数据通信网。其结构方式一般是以星状网为主并与网状网相结合。铁路通信网按运输管理体制和通信业务要求，一般采用三级汇接或二级汇接。在一级交换中心（中国铁路称为局间通信枢纽）间往往以网状相连，在二级交换中心及其以下以星状联结为主。 中国铁路通信网采用三级枢纽汇接构成。铁道部所在地的通信枢纽称为总通信枢纽(简称总枢纽),若干个路局组成一个区域，其汇接中心称局间通信枢纽（简称局间枢纽）,
8、总枢纽和局间枢纽属于同一等级；铁路局所在地的通信枢纽称局通信枢纽（简称局枢纽）,铁路分局所在地或某些特定汇接点称分通信枢纽（简称分枢纽）。分枢纽以下，基干路由的终端站称端站。总枢纽和局间枢纽的通路以网状相互沟通，局间枢纽至局枢纽、分枢纽、端站的基干路由是按照铁路局、铁路分局管辖区域以星状方式逐级汇接。各通信枢纽、端站相互间根据信息传输的需要还有一些直达路由和高效路由沟通，作为直通和优先接通的通路。此外，尚有经过不同路由转接构成的迂回通路。这些都是为了保证通信网接续的灵活性和可靠性。 中国铁路通信网的全程从端站经分枢纽、 局枢纽、局间枢纽又经局间枢纽等各级到端站按7个音频转接段组成,传输距离按7
9、000公里安排。长途线路与地区线路经交换设备连接构成两地的用户间（不包括终端设备）的通信,对于800赫的总衰耗，自动交换制不得超过27分贝；人工交换制不得超过30分贝。2.1铁路通信网的主要内容2.1.1铁路干线、局线网、本地网、接入网铁路传送网分为长途(干、局线)传送网、本地传送网及本地接入网。长途干线传送网为铁道部至各铁路局、铁路局之间以及铁道部指定的重要地段的信息传送网络，组织长途干线传送网的线路为一级干线，在各路局通信节点及一级干线交叉点处设置数字交叉连接设备(DXC)，建成格状DXC网。这些DXC由铁道部网管中心统一控制，进行节点间路由调度，以保证干线的畅通。长途局线传送网为连接铁路
10、局与本局管辖内的分局之间的信息传送网络，组织长途局线传送网的线路为二级干线，在路局及分局的通信节点及局线交叉点设置DXC，建成格状DXC或SDH环形自愈网，边远地区可利用卫星通信作为迂回信道。本地传送网为连接分局通信节点以下各节点间的传送网络，应建立铁路分局范围内的SDH自愈环网或相邻分局相互保护的SDH自愈环网。接入网解决分布在铁路局、铁路分局、段级单位所在地和区段站及编组站等用户集中的地点的用户接入。接入网是将分布在铁路沿线中各车站等地的用户纳入其范围,利用本地传输网中的SDH传输信道，在发展用户的地区设置带V5接口的光纤网络终端(OLT)和光纤网络单元(ONU)，可向用户提供多种业务。2
11、.1.2铁路长途通信系统(1)铁路通信应满足指挥列车运行、组织运输生产及进行公务联络等要求，做到迅速、准确、安全、可靠。(2)铁路长途通信网是传递长途电话、电报、数据、传真、图像等话音业务和非话音业务信息的专用通信网。(3)铁路长途通信网是一个独立和完整的专用通信网，具备铁路需求的结构与标准。(4)铁路长途通信网与公用长途通信网相比，具备点多线长、话路分下插入频繁、长短系统兼容及专用子系统多等突出特点。(5)为确保运输安全、正点，铁路长途通信网必须具备高可靠性。2.1.3长途通信网的分级及设置地点(1)铁路长途通信网由局间枢纽（含总枢纽）、局枢纽、分枢纽和端站四级以及期间的通路组成。(2)设置
12、地点1总枢纽设于铁道部所在地，在通信网中与局间枢纽同为一级。2.局间枢纽是长途通信网中东北、西北、西南、华东、华北、华中和华南各大区的通信枢纽，设于铁道部所指定的地点。3.局枢纽是铁路管理局的通信枢纽，设于铁路管理局所在地或铁道部指定的地。4.分枢纽是铁路分局的通信枢纽，设于铁路分局所在地或通路转接适中的汇接点。5.端站是铁路长途通信网的末端，设于分枢纽以下的长途通路与地区交换网接续的地点。2.1.4铁路专用通信系统介绍铁路区段通信是直接为铁路运输生产服务的。为了保证铁路运输生产的安全、准确、迅速和协调，沿线各车站、工区的工作人员需要进行各种公务通信联系，区段通信就是为此而设置的。它是铁路通信
13、的一个重要组成部分。随着铁路技术现代化进程的加速，铁路信号显示、牵引供电远动系统、车辆故障检测系统等的信息传递，也要求纳入到区段通信系统中，因此，铁路区段通信系统的服务内容更加重要、更加广泛。铁路区段通信系统主要包括调度电话、专用电话、公用电话以及区间电话和站间电话等。此外，还为铁路调度集中系统(CTC) 、牵引供电远动系统、车辆故障检测系统、自动闭塞电力远动系统和低速数传系统提供传输信道。调度电话系统铁路调度电话系统分为列车调度电话系统、电力调度电话系统、货运调度电话系统和列车无线调度电话系统。在区段有线通信系统中，包括前三个调度电话系统，并为列车无线调度电话系统提供传输信道。2.2铁路通信
14、网的发展现状由于铁路列车具有高速运动的特点，因而无线（移动通信）接入网在铁路通信网中占有相当大的比重。当然，固定位置的车站（场）、单位以及各种固定设施之间的通信方式，首选方案仍是采用SDH光同步数字传输设备进行组建，同时应考虑采用ATM交换以及网络IP通信等先进技术来构成通信主干网及光纤用户接入网。比如采用“双纤单向环”接入方式，不仅具有高速、安全、传输质量高、价格合理等光纤通信特有的优点，而且还具有路由迂回、设备备用等特点，从而具备自愈合功能，并使系统的可靠性大大提高。另外，采用远端用户单元（RSU）和数字环路载波（DLC）设备，组网更灵活、方便。组网的过程中要把投资与效益综合统筹来考虑，使
15、系统不仅满足现在乃至几年内铁路通信的需求，而且还能够为出行的旅客及地面用户提供先进的电信业务，并且还需具备便于扩大容量的功能。按照通信网被分为主干网，局域网和接入网等三部分的构思来看，铁路通信网也可以通过上述划分方法进行。就铁路的通信网来看，接入网占有相当大的比重，包括有线接入网和无线接入网两大部分。铁路有线接入网的情况与电信的接入通信网相似，铁道部将在未来的数年内建成可覆盖全国大中城市的铁路互联网，它是由铁路部门依托于基础铁路电信网，组织建设的可以支持众多信息服务的、具有多媒体通信能力的全国范围的数据传输网络。铁路通信网是为旅客和铁路公务、应急抢险、行车维修等人员提供及时可靠的通信，以提高服
16、务等级和运输效率。保证列车的安全，达到高效运营而建立的，它是一种集列车公务通信和区间移动作业通信为一体的列车移动通信系统。但是铁路结构自身的特点，决定了该系统与公用移动通信网和区域性的专业移动通信网的差别，它是一种属于线面结合、以线为主的链状网。铁路通信的无线接入部分目前仅有的是400MHz的无线列调系统，它完成车站值班员与进入其管辖区段的列车车长以及列车司机之间的通话联系。当列车即将进站或即将出站时，这些通话才进行，否则如果没有特殊的情况，在列车运行于区间时，通话一般不进行，这是从节约频率资源，减少同频干扰的角度出发的。但是，随着铁路现代化改造进程的迅速推进，从前单一的无线列调系统已经远远不能满足铁路无线通信的需要，这样就迫切需要建设一套适合于铁路现代化运营指挥需要的先进的无线通信系统。这一系统应该采用小区制，并完成大三角功能。也
